| 研究概要 |
4f電子を含むセリウム化合物は,f電子が局在し磁気秩序を示すものや,f電子が遍歴し磁気秩序を示さないもの,そして高温ではf電子が局在しているが低温で遍歴へと移り変わるものなど多様な物性を示す.磁気秩序を示す物質の中には,圧力を加えると磁気秩序状態から非磁性的な状態へ移り変わり,その量子臨界点近傍で,超伝導状態が現われることが見い出されるものがある.本研究では,量子臨界点近傍で電子状態がどのように変化するのかを明らかにすることを目的とし,3 GPaまでの圧力下でのdHvA効果観測装置を開発し,反強磁性体CeRhIn_5とCeIn_3の圧力下dHvA効果の実験を行った.
1.CeRhIn_5
dHvA効果の実験から,常圧のCeRhIn_5の4f電子は局在していることは既に明らかにされている.そこで,興味が持たれるのは,CeRhIn_5を加圧していったときに,臨界圧力でフェルミ面がどう変化するかである.結果は,約2.4GPaで局在的なフェルミ面から遍歴的なフェルミ面へと変化した。さらにこの臨界圧力近傍で伝導電子の有効質量が発散的に増大することも見いだした。
2.CeIn_3
CeIn_3はネール温度が約10Kの反強磁性体で、約2.5GPaの圧力でネール温度が消失し、その近傍の圧力で超伝導が観測される。3 GPaまでの圧力下のdHvA効果の実験を行った結果、2.7GPa以上の圧力で、9x10^7Oeの大きな球状のフェルミ面が突然出現することを見いだした。4f電子が存在しない参照系LaIn_3の主要フェルミ面の大きさは7x10^7Oeであり、2.7GPaでのCeln3のフェルミ面より小さい。これは、CeIn_3の場合には4f電子そのものが伝導電子となり、フェルミ面の大きさに寄与していることを示しており、CeIn_3の4f電子は、量子臨界圧力の前後で、局在的な性質から遍歴へと変貌することが明らかとなった。
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